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근적외선 분광분석법을 이용한 열수탄화 강제냉각 공정을 거친 리그닌 바이오챠 분석
황운택 ( Untaek Hwang ),김현빈 ( Hyunbin Kim ),배준수 ( Junsoo Bae ),황성윤 ( Sungyun Hwang ),최종규 ( Jonggyu Choi ),박용건 ( Yonggun Park ),최인규 ( Ingyu Choi ),곽효원 ( Hyowon Kwak ),황성욱 ( Sungwook Hwang ),여환명 ( Hwanmyeo 한국목재공학회 2020 한국목재공학회 학술발표논문집 Vol.2020 No.1
열수탄화 후 강제냉각 공정을 통해 크라프트 리그닌 바이오챠를 제조하고 근적외선(Near Infrared ray, NIR)을 이용하여 분석하였다. 크라프트 리그닌을 증류수 140ml와 각각 2.8g, 5.6g, 8.4g(질량비 1:50, 2:50, 3:50)으로 혼합하여 가열 용기에서 200°C로 1시간, 2시간, 3시간, 5시간, 10시간 동안 가열하였다. 반응 과정에서는 온도와 전력량을 시간에 따라 기록하였다. 가열 후 생성물은 얼음물을 이용하여 식힌후 감압 여과한 뒤 항온항습기에서 60°C로 건조하였다. 이후 막자사발을 이용하여 곱게 갈아 20°C, 60RH% 조건에서 바이알에 보관하였다. 공정을 거친 리그닌 시료는 성분 분석, BET, SEM, NIR 분광분석을 통해 분석하였다. 획득된 NIR spectrum은 Unscrambler X 프로그램을 이용하여 SNV, Savitzky-Golay 2nd derivatives 수학 전처리 후 성분 분석, BET, SEM 분석 결과와 비교·분석되었다. 열수처리 유무 여부에대한 판정과 원소분석을 통해 얻은 탄소비율 추정을 부분최소자승법으로 분석한 결과 R-square 값이 각각 0.93과 0.91로 높은 정확도를 보였다. 1400-1500nm 파장대 등에서의 NIR 스펙트럼 피크값의 감소를 통해리그닌 작용기변화가 감지되었다. 본 연구에서 시도된 NIR 분광분석법에 의해 신속하고 비파괴적인 리그닌 열수처리 유무 여부 판정과 원소 함량비 검량이 기대된다.